PENGARUH PERUBAHAN ARAH SUDUT SEL SURYA MENGUNAKAN ENERGI MATAHARI INTENSITAS CAHAYA TERHADAP TEGANGAN
p- ISSN : 2407 –
TM Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/semnastek
PENGARUH PERUBAHAN ARAH SUDUT SEL SURYA
MENGUNAKAN ENERGI MATAHARI INTENSITAS CAHAYA
TERHADAP TEGANGAN
Syahrul Bahari1*, Agustinus Laka2 ,Rosmiati3
3
1,2
Dosen Politeknik Negeri Kupang Jurusan Mesin
Dosen Politeknik Negeri Kupang Jurusan Akuntansi
Jl. Adi Sucipto Penfui Kupang - NTT
*
Email : syahrulb99@gmail.com
ABSTRAK
Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan inventor terus akan dikembangkan dan diharapkan
menghasilkan produk prototipe yang dapat menghasilkan temuan paten (inventor) dengan tujuan untuk
menghasilkan inovasi teknologi model pengaruh sudut terhadap intensitas cahaya, tegangan arus listrik. Rumusan
masalah dalam penelitian ini adalah apakah ada pengaruh terhadap perubahan sudut sel surya arah sinar matahari
terhadap intersitas cahaya. Metode penelitian tindakan langsung (action research) yaitu tahap pendekatan
rancangan, tahap pendekatan pembuatan alat dan tahap pengujian alat. Tahap pengujuan melakukan pengukuran
dan analisis, tahapan-tahapan dan proses perancangan alat serta sistem pengujian alat yang meliputi pengukuran
intensitascahaya, temperatur, serta arus dan tegangan. Data pengamatan tahun pertaman berupa pengukuran
pengukuran kemiringan sudut 45⁰ ,60⁰ ,75⁰ 90⁰ , 105⁰ ,120⁰ , 135⁰ yang akan dilaksanakan selama 7 hari dari
pukul jam 07.00-15.00 selang dua jam, data-data ; tegangan dalam Voltase dan temperatur dalam derajat Celsius..
Hasil dari penelitian ini berupa intensitas cahaya yang diterima oleh panel pada sudut kemiringan ditampilkan
dalam bentuk tabel dan grafik. Berdasarkan hasil penelitian pengaruh perubahan arah sudut sel surya
menggunakan energi matahari terhadap intensitas cahaya adalah bahwa: Perubahan intensitas cahaya sangat
berpengaruh terhadap kuat dan lemahnya tegangan yang diterima panel sel surya. Perubahan terhadap sudut datang
sinar matahari berpengaruh terhadap besar kecilnya tengangan. Bertambah tinggi temperatur penel sel surya
bertambah lemah tegangannya. Arah sudut yang tepat adalah pada sudut sinar datang matahari terletak pada sudut
125 derajat. Dan arah sudut tergantung lokasi penempatan panel sel surya.
Kata kunci : Sudut, tegangan, Temperatur.
ABSTRACT
The research is the one on the inventor development that will continue to be developed and is expected to prototype
produk that can generate inventions of patents (inventors) with the aim to produce technological innovation model
of angle effect to the intensity of light, and electric current voltage. The formulation of the problem in this research
is whether there is an effect on the solar cell angle change in the direction of sunlight to intensity of light. Direct
action research methods have been used in this reseach. Three approaches or phase are used in the respect: the
design approach, the tool-making approach, and the tool-testing phase. The phase and process of tool design and
the system of tool testing cover the measurement of light intensity, temperature as well as current and voltage.
First year observation data is measurement of angle of 45 degrees, 60 degrees, 75 degrees, 90 degrees, 105
degrees, 120 degrees, and 135 degrees done for 7 days from 7 am until 3 pm every 2 hours, data in voltage and
temperature are measured in degree celcius. The finding of this research shows that the intensity of light received
by the panel at the angle of inelition is shown in the form of tables and graphs. Based on the research on effect of
changes in the direction of the angle of the solar cell using the solar energy of the light intensity to volage, it is
found out that changes in light intensity greatly affect the strong and weak voltage received by the solar cell panels.
Changes to angle of sun light affect the size (high-low) of the voltage. The right angle direction is at the angle of
the suns coming rays located at the angle of 125 degrees. Anguler direction depens on the placement of solar cell
panels.
Keywords: Angle, voltage, Temperature.
Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta , 1-2 November 2017
1
p- ISSN : 2407 –
TM Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/semnastek
PENDAHULUAN
Dalam beraktivitas kehidupan sehari –
hari kita pasti membutuhkan energi atau usaha,
energi sendiri yang berarti kemampuan untuk
melakukan pekerjaan atau berartivitas dengan
kata lain sinar matahari merupakan salah satu
sumber energi penghasil dari energi yang lain .
Di bumi yang kita tempati ini banyak unsur –
unsur alam dari bermacam bentuk yang bias
diubah ke dalam energi lainnya terutama energi
matahari yang melimpah terbuang percuma.
Hal tersebut dapat digunakan sebagai modal
utama
menggunakan
energi
matahari
pembangkit listrik dengan menggunakan
photovoltaic. Komponen utama dari sistem
photovoltaic adalah sel surya yang berfungsi
untuk mengkonversi energi cahaya matahari
menjadi energi listrik. Sumber energi matahari
merupakan energi terbesar di muka bumi yang
tidak habis – habisnya dapat digunakan secara
geratis dapat mengalahkan sumber energi
lainnya yang ada, akan dapat memenuhi
kebutuhan manusia di manapun saja dengan
memanfaatkan secara langsung produk energi
listrik, pemanasan, pendingin dan sebagainya.
permasalahan utama dari photovoltaic.
Beberapa temuan Pangestuningtias,DL
2013,
mengemukakan
beberapa
teori
menyebutkan bahwa besarnya daya keluaran
yang dihasilkan relatif tidak konstan karena
dipengaruhi oleh besarnya intensitas matahari
serta suhu lingkungan sekitarnya. Pada kondisi
standar sistem photovoltaic yang mempunyai
efisiensi sebesar 10% dapat menghasilkan daya
sebesar 100 Watt pada saat intensitas matahari
yang diterima sebesar 1.000 W/m2 dan pada
suhu 25⁰ C. Semakin besar intensitas matahari
yang diterima oleh panel sel surya maka
semakin besar daya yang dapat dihasilkan oleh
photovoltaic tersebut dapat dipengaruhi oleh
tempat dan arah gerak semu matahari. Untuk
memaksimal intensitas matahari yang diterima
oleh panel sel surya maka untuk perancangan
sistem dibutuhkan sudut kemiringan sel surya
yang paling tepat untuk menerima radisi
matahari, menghasilkan kemiringan sel surya
yang paling tepat untuk menerima radiasi
matahari adalah 10⁰
walaupun untuk
pengukuran radiasi setiap jamnya wlaupun pada
jam 09.00 sudut kemiringan yang paling tepat
adalah 60⁰ .
Salah seorang peneliti pada tahun 2015,
E. Glaser Peter mengatakan bahwa energi telah
menjadi kunci untuk pengembangan sosial
manusia dan merupakan komponen penting
dalam meningkatkan kualitas kehidupan di luar
kegiatan dasar yang diperlukan untuk bertahan
hidup. Jumlah energi dan perubahan sumber
daya yang digunakan untuk menghasilkan
tenaga ditentukan oleh teknologi, ekonomi,
lingkungan, dan sosial sebagai bahan
pertimbangan. Energi matahari merupakan
sumber daya yang dapat didistribusikan secara
luas, biaya dan peralatan yang diperlukan untuk
mengubahnya membuatnya menjadi tugas yang
menantang
untuk
menemukan
dan
memperkenalkan metode terbaik untuk
mengubahnya secara efisien dan ekonomis
dalam bentuk yang berguna dalam skala yang
cukup besar untuk memiliki dampak yang
signifikan .
Pada tahun 2014 Akinyele.D.O,
menyebutkan bahwa Sebuah persentase yang
signifikan dari permintaan energi global
diperkirakan akan dipenuhi melalui masukan
sumber daya energi terbarukan dalam waktu
dekat. Sistem penyimpanan energi adalah salah
satu solusi yang mungkin untuk mengurangi
efek dari sumber daya terbarukan berselang
(intermittent)
pada
jaringan,
yang
memungkinkan peningkatan pemanfaatan
energi terbarukan, dan memberikan fleksibilitas
dan layanan tambahan untuk mengelola
tantangan penyediaan tenaga listrik/permintaan
di masa mendatang.
Sebagai
acuan
pengembangan
penelitian ini adalah temuan paten (inventor)
Gary M. Kassem dengan nomor publikasi
WO2012033534 A2 tentang Solar panel
support
structure.
Penemuan
tersebut
berhubungan dengan sistem kombinasi atap dan
struktur dukungan panel surya untuk digunakan
dengan panel energi surya di atas atap ,
khususnya array dan struktur dukungan panel
surya memegang atap di tempat. Ada bebrapa
klaim yang diajuakan antara lain : array surya;
sepasang paralel berorientasi panduan rel,
membran pelindung tidak melekat pada atap.
Selanjutnya
hasil
penelitian
Bahari.S.dkk, 2012, tentang Pengembangan
Model Penyimpanan Energi Matahari Sebagai
Energi Alternatif Menunjang Proses Pembuatan
Garam Laut dalam Seminar Nasional Sains dan
Teknik 2012, menunjukkan bahwa setiap
penambahan bahan kolektor yang digunakan
terjadi perubahan temperatur, namun tidak
dapat mencapai temperatur maksimun bila
dibandingkan wadah dalam keadaan kosong,
Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta , 1-2 November 2017
2
p- ISSN : 2407 –
TM Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/semnastek
hal tersebut bisa diakibatkan pengaruh uap cair.
Penelitian yang telah dilaksanakan merupakan
penelitian tindakan (action research) artinya
penelitian ini berdasarkan pada hasil – hasil
penelitian dan temuan terdahulu yang
dikembangkan dituangkan dalam bentuk
produk nyata. Berdasarkan hasil penelitian yang
telah dilakukan mengarah pada pengembangan
teknologi energi baru terbarukan maka peneliti
mengadakan penelitian lanjutan hibah pada
tahun 2012 yang berjudul “ Rancang bangun
model
penyimpanan
energi
matahari”
menghasilkan temuan paten (invertor), paten
terdaftar peneliti tentang “Stuktur wadah sel
surya dan pengaruh sudut” dengan nomor
permintaan paten P17201506395 dikeluarkan
oleh Direktur Paten Kementrian Hukum dan
Hak Azazi Manusia Republik Indonesia
Direktorat Jendral Kekayaan Intelektual di
Jakarta pada tahun 2015.
Penelitian ini merupakan penelitian
pengembangan
inventor
yang
sedang
dikembangkan dan diharapkan menghasilkan
produk prototipe yang dapat menghasilkan
temuan paten (inventor) dengan tujuan untuk
menghasilkan inovasi teknologi model model
kontruksi struktur wadah sel
surya.
Permasalahan dalam penetian ini apakah ada
pengaruh terhadap perubahan sudut sel surya
arah sinar matahari terhadap terdapa intersitas
cahaya. Penelitian tersebut merupakan
penelitian tindakan (action research) artinya
penelitian ini berdasarkan pada hasil – hasil
penelitian dan temuan terdahulu yang
dikembangkan dan dituangkan dalam bentuk
produk nyata. Kita tahu bahwa ketergantungan
bahan bakar minyak bumi hampir tidak dapat
dihindari sehingga megakibatkan menipis
cadangannya dan juga membawa efek rumah
kaca terhadap lingkungan. Maka dengan adanya
penelitian ini diharapkan mampu menjawab
tantangan di masa yang akan datang. Penelitian
ini diharapkan menghasilkan wadah energi
matahari yang ramah lingkungan.
Mengingat negera Indonesia sangat kaya
sumber daya alam yang patut dan sudah
seharusnya di syukuri pemberian Tuhan yang
mahakuasa tersebut. Energi matahari sangat
berlimpah, maka sangat diperlukan penelitian
pengembangan temuan yang berhubungan
dengan energi matahari terutama dalam
penelitian yang akan memfokuskan tentang
struktur wadah elemen energi matahari.
Berbagai macam masalah ditemukan di
lapangan tentang krisis energi yang tidak habis
– habisnya bila di kupas misalnya kenaikan
harga bahan bakar minyak, kekurangan energi
listrik, pemanasan global dan sebagainya. Maka
program penelitian ini dalam rangka untuk
memecahkan permasalahan dengan perumusan
masalah :“ apakah ada pengaruh terhadap
perubahan sudut sel surya arah sinar matahari
terhadap intersitas cahaya.”. Adapun tujuan
penelitian dan sasaran yang hendak dicapai
dalam penelitian adalah: untuk mengetahui
perubahan sudut kemiringan panel sel surya
arah sinar matahari terhadap Intensitas cahaya,
temperatur, tegangan dan arus searah.
Metode penelitian
Metode penelitian tindakan langsung
(action research) yaitu tahap pendekatan
rancangan, tahap pendekatan pembuatan alat
dan tahap pengujian alat. Tahap pengujian
melakukan pengukuran dan analisis, tahapantahapan dan proses perancangan alat serta
sistem pengujian alat yang meliputi pengukuran
intensitas
cahaya, temperatur, serta arus dan tegangan .
Alat ukur, yang digunakan dalam pengujian
untuk menganalisis perubahan temperatur dan
Intensitas cahaya terhadap Arus danTegangan
pada sel surya digunakan 1 buah multimeter
yang berfungsi untuk mengukur arus dan
tegangan, luxmeter untuk mengukur intensitas
cahaya dan thermometer untuk mengukur naik
turunnya temperatur dalam pengambilan data
serta busur baja : merupakan alat ukur sudut
langsung dengan kecermataan sampai satu
derajat.
Data pengamatan berupa pengukuran
pengukuran kemiringan sudut 45⁰ ,60⁰ ,75⁰
90⁰ , 105⁰ ,120⁰ , 135⁰
yang akan
dilaksanakan selama 7 hari dari pukul jam
07.00-16.00 selang dua jam, data-data ;
tegangan dalam Voltase dan temperatur dalam
derajat Celsius.. Hasil dari penelitian ini berupa
intensitas cahaya yang diterima oleh panel pada
sudut kemiringan ditampilkan dalam bentuk
tabel dan grafik. Langkah – langkah penelitian
disajikan pada gambar 1 diagram alir berikut :
Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta , 1-2 November 2017
3
p- ISSN : 2407 –
TM Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/semnastek
3
09,0
0
31.4
1
14322
19.99
4
10,0
0
32.2
0
16540
19.8
5
11,0
0
34.2
2
12153
19.43
6
12,0
0
37.1
2
12504
19.57
7
13,0
0
36.9
1
15231
19.57
8
14,0
0
35.9
2
16702
19.17
9
15,0
0
34.8
1
16203
19.75
1
0
16,0
0
32.1
3
6822
18.32
1
1
17,0
0
27.3
1724
16.93
Mu
Desain Produk
Prototipe
Rancangan Penelitian
Pengambilan data
Data Uji Sampel
Update Data
N
Maksimun
Iterasi
Y
Analisis hasil
STOP
Gambar 1. Diagram alir penelitian
Pembahasan
Berdasrkan hasil pengamatan berupa
pengukuran yang telah dilaksanakan selama 7
hari dari jam 07.00 – 16.00, pada soar sel 50 WP
(Watt Peak) maka diperoleh data – data dan
grafik pada masing – masing tabel 1 dan gambar
2.
Tabel 1. Pengambilan data Pengukuran
Intenssitas Cahaya dan Temperatur terhadap
arus dan Tegangan pada panel sel surya 50 WP
sudut 90 derajat.
N Wa
o ktu
1
07,0
0
Tem
pera
tur
(C⁰
)
28.4
1
2
08,0
0
27.5
0
Intensita
s Cahaya
(Lux)
Tegan
gan
(V)
Arus
(I)
mA
9291
20.42
13520
20.28
2.448
5798
24
2.465
4832
35
2.501
2506
25
2.525
2525
25
2.573
3401
96
2.554
9310
17
2.554
9310
17
2.608
2420
45
2.531
6455
7
2.729
2576
42
2.953
3372
71
Tabel 1 menunjukkan data pengujian
dalam 11 kali pengukuran, pencatatan
dilakukan dalam setiap jam dengan pengukuran
; temperature, intensitas cahaya dan tegangan.
Panel sel surya menggukana 50 WP artinya
panel tersebut dapat menyuplai daya sebesar 50
wat/jam. Dari hasil pengukuran pada lokasi
penelitian besarnya intensitas cahaya tertinggi
sebesar 16702 lux pada jam 14.00 siang dan
temperatur tertimggi 37.12 ⁰ C. Tergangan
berpengaruh terhadap perubahan temperatur
semakin tinggi temperatut maka tegangannya
menurun. Hal tersebut dapat dibandingkan pada
gambar 2 dan gambar 3 dimana energi cahaya
yang diterima atau enetsitas melemah, maka
besar tegangan dan arus listrik yang dihasilkan
juga akan menurun.
Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta , 1-2 November 2017
4
p- ISSN : 2407 –
TM Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/semnastek
Intensitas dan Tegangan
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
Gambar 4 Kurva efek perubahan intensitas
2000
0
1
2
3
4
5
6
Intensitas Cahaya (Lux)
7
8
9
Tegangan (V
Gambar 2. Intensitas Cahaya dan Tegangan
Efek Perubahan Temperatur Pada Sel Surya
Sel surya akan beroperasi secara maksimum
jika temperatur sel tetap normal (pada 250 C),
kenaikan temperatur lebih tinggi dari
temperatur normal pada sel surya akan
melemahkan tegangan (Voc).
Temperatur dan Tegangan
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Gambar 5. Kurva efek perubahan temperatur.
1
2
3
4
5
suhu (C⁰)
6
7
8
9
Tegangan (V)
Gambar 3. Temperatur dan Tegangan
Selanjutnya bila temperatur naik maka
voltase juga akan melemah, ini bisa
disebabkan oleh perubahan pemuaian pada
bahan sel surya. Sebagaiman beberapa teori
menyebautkan bahwa efek perubahan
intensitas cahaya apabila energy cahaya yang
diterima sel surya berkurang atau melemah
maka besar tegangan dan arus listrikjuga akan
melemah, disajikan pada gambar 4 kurve efek
perubahan intensitas
10
Pada pagi hari pukul 6.00 WIB tingkat
kelembaban besar yaitu 88% dan terjadi
pengembunan sambil menurunkan partikelpartikel padatan akibat polusi kendaraan
bermotor dan industri kepermukaan bumi,
sehingga pada saat ini kondisi atmosfir
mempunyai kebeningan yang tinggi dan langit
biru. Fenomena tersebut mengakibatkan pada
pagi hari yang cerah pukul 9.00 WIB sel surya
memiliki efisiensi terbesar yaitu dengan
efisiensi 10%. Pada siang hari partikel partikel
padatan akibat pulusi kembali ke angkasa,
dengan meningkatnya temperatur udara
gerakan partikel semangkin hebat, sehingga
meningkatkan hamburan radiasi surya yang
masuk ke bumi. Hal ini mengakibatkan difusi
ratio membesar dimana jumlah radiasi difusi
lebih besar radiasi langsung, dan efisiensi sel
surya pada pukul 12.00 WIB adalah sebesar 9%,
lebih rendah dari pada pagi hari. Pada sore hari
akibat terjadi.penguapan pada siang hari dan
semakin meningkatnya partikel padatan polusi
di udara, sehingga indek kecerahan terendah
dimana tampak banyak awan. Selain itu radiasi
Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta , 1-2 November 2017
5
p- ISSN : 2407 –
TM Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/semnastek
surya global sangat kecil, sehingga pada sore
hari sekitar pukul 17.00 WIB dengan efisiensi
3%, kemampuan sel surya menurun secara
drastic (Yushardi, 2002).
Hasil pengujian PLTS didapatkan
bahwa temperatur lingkungan berbanding lurus
dengan arus listrik yang dihasilkan oleh sel
surya, temperatur lingkungan berbanding
terbalik dengan kelembaban udara. Sedangkan
besarnya tegangan listrik yang dihasilkan oleh
sel surya relatif stabil, untuk pengaruh
kecepatan angin dalam pengujian ini tidak
memiliki dampak terhadap kinerja sel surya.
Daya listrik maksimal yang dihasilkan sel surya
pukul 11:00-13:00 WIB memiliki prosentase
rata-rata harian modul surya sebesar 50,94%.
(Putro, S. ) Tegangan dan arus akan mulai
meningkat pada pagi hari pukul 05.00WIB,
kemudian akan mencapai level yang maksimum
pada siang hari pukul 10.00-12.00WIB, dan
turun pada saat matahari mulai terbenam pukul
18.00WIB.
Bahwa performa panel sel surya sangat
dipengaruhi oleh intensitas radiasi matahari
pada suatu lokasi juga dipengaruhi oleh
beberapa hal, yaitu cuaca, sudut datang sinar
matahari dilokasi tersebut. Sudut datang sinar
matahari di sebuah lokasi berbeda – beda
tergantung dari garis lintangnya. Hubungan
antara energi oleh suatu permukaan dengan
sudut datang sinar matahari ditunjukkan pada
gambar 6 sampai dengan gambar 10. Dari hasil
penelitian ini menunjukkan bahwa setiap
perubahan sudut antara sinar datang dengan
panel sel surya sangat berpengaruh terhadap
intensitas cahaya dan tegangan yang dihasilkan.
Efek dari perubahan sudut sinar matahari dapat
diukur dengan cara mengubah sudut dan
permukaan penel surya. Maka hasil penelitian
ini dapat disimpulkan bahwa arah sudut panel
surya yang terbaik atau tekuat tegangannya
pada sudut 125 derajat dan yang terlemah pada
sudut 180 derajat terhadap sinar datang
matahari.
Matahari
Panel
125⁰
Gambar 6. Tegangan 22,00 Volt
Gam
90⁰
Gambar 8. Tegangan 19,92 Volt
135⁰
Gambar 10. Tegangan 20,7 Volt
Sebagai temuan, bila diperhatikan
gambar 6 sampai gambar 10 menunjukkan arah
cahaya jatuh ke subjek akan sangat berpengaruh
besarnya tegangan, arah cahaya menentukan
tegangan yang ditimbulkan terhadap objek yang
dituju sekaligus menentukan sudut arah objek
panel sel surya. Arah cahaya sinar matahari
Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta , 1-2 November 2017
6
Gam
p- ISSN : 2407 –
TM Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/semnastek
menuju objek diarahkan pada sudut 125⁰ ,
180⁰ , 90⁰ , 110⁰ dan 135⁰ . Dari sekian sudut
yang diuji maka tegangan yang paling tinggi
adalah pada sudut 125⁰ .
Sinar matahari yang datang membias
ke segala arah sesuai besaran sudut, bila sinar
matahari terarah padat sudut 45⁰ terhadap
objek atau panel sel surya vertical maka
tegangan yang dihasilkan lebih rendah
dibandingkan dengan sudut pengarah pada 35⁰
dari sudut vertikal 90⁰ . Gambar 6
menunjukkan tegangan tertinggi mencapai
22,00 volt dan pada gambar 8 sudut vertical
sudut 90⁰ merupakan tegangan terendah yaitu
19,92 volt. Artinya bila sinar datang terpusat
pada titik tengah objek tegangannya berkuang
jika dibandingkan perubahan sudut dari arah
vertical objek atau arah panel panel surya
terhadap sinar matahari yang datang..
Bertambah besar arah sudut arah
vertical maka tegangan juga akan menurun dan
juga sebaliknya bertambah kecil sudut pengarah
maka besaran tegangan juga berkurang. Perlu
menjadi catatan dalam penelitian ini adalah bila
temeratur tinggi maka tegangan juga akan naik,
namun menjadi perhatian bila dalam keadaan
temperatur tinggi kemudian dipersikkan dengan
air maka teganggan mengginggi dengan tiba –
tiba dan akan normal kembali dalam beberapa
saat kemudian, ini bisa disebabkan perubahan
karena panas pada elemen sel surya terjadi
kejutan atau perubahan strukur sifat silikon dari
pasir silika. Objek keadaan horizontal gambar 7
terjadi penurunan tegangan dapat disebabkan
oleh pancaran sinar matahari terjadi pancaran
kesegala arah.
Simpulan dan Saran
Berdasarkan hasil penelitian pengaruh
perubahan arah sudut sel surya mengunakan
energi matahari terhadap intensitas cahaya
adalah bahwa:
1. Perubahan intensitas cahaya sangat
berpengaruh terhadap kuat dan
lemahnya tegangan yang diterima panel
sel surya.
2. Perubahan terhadap sudut datang sinar
matahari berpengaruh terhadap besar
kecilnya tengangan.
3. Bertambah tinggi temperatur pebel sel
surya bertambah lemah tegangannya.
4. Arah sudut yang tepat adalah pada
sudut sinar datang matahari terletak
pada sudut 125 derajat.
5. Arah
sudut
tergantung
lokasi
penempatan panel sel surya.
Saran
Disaranakan kepada para peneliti
kiranya dapat menindaklajuti penelitian ini
sebagai bahan tambahan literatur penelitian
lebih lanjut untuk pengembangan penelitian
energi terbarukan terutama energi matahari
ramah lingkungan.
Ucapan terimakasih.
Terimakasih kami sampaikan kepada
Kementerian riset, Teknologi, dan
Pendidikan Tinggi Direktorat Jenderal
Penguatan Riset dan Pengembangan,
Direktur Riset dan Pengabdian Masyarakat
dan Direktur Politeknik Negeri Kupang
yang telah menyetujui dan membiayahi
penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA
Anonimous (2017). pengujian pembangkit
listrik tenaga surya dengan posisi pelat
photovoltaic horizontal.
http://journals.ums.ac.id/index. diakses tanggal
29/7/2017
Akinyele,D.O., R.K. Rayudu,2014.Review of
energy storage technologies for
susteinabel power
network..OriginalResearch Article
Sustainable Energy Technologies
and Assessments, Volume 8,
December 2014, Pages 74-91
Bahari, Syahrul. Abdullah, A. Ginting, P.
Lembang, Y.L (2007) Rancang
Bangun Model Penyimpanan
Energi Matahari. Poltek. Kupang.
(Bahari.S.Laka
,A,
2012),
tentang
Pengembangan
Model
Penyimpanan Energi Matahari
Sebagai
Energi
Alternatif
Menunjang Proses Pembuatan
Garam Laut . Seminar Nasional
Sains
dan
Teknik
2012
(SAINSTEK
2012)
Kupang
tanggal 13 Nopember 2012,
Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta , 1-2 November 2017
7
p- ISSN : 2407 –
TM Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/semnastek
E. Glaser Peter, 2015.The Development of
Solar Power Satellites. Advances
in
Energy
Systems
and
Technology.
www.sciencedirect.com. Diakses :
03 April 2015.
Gary M. Kassem dengan nomor publikasi
WO2012033534 A2 tentang Solar
panel support structure.
Yulianto.B (2006) Energi surya; Artenatif
sumber energi masa depan di
Indonesia artikel iptek-bidang
energi dan sumber daya alam (
online).( http//www.Berita iptek.
Diakses 8 juli 2007
November2014 . Diakses tanggal 29/7/2017
Yushardi, 2002, Pengaruh Faktor Metereologi
Terhadap Pola Efisiensi Tiap Jam harian
Pada Modul Sel Surya. Diakses 20 Juli
2017. http://www.tumoutou.net
Subandi, Slamet Hani2 (2014), Korelasi suhu
dan intensitas cahaya terhadap daya
pada solar cell, Jurusan Teknik Elektro
Institut Sains & Teknologi AKPRIND
Yogyakarta
Satwiko Sidopekso, dan Anita Eka
Febtiwiyanti (2017), Prosiding Seminar
Nasional
Aplikasi Sains & Teknologi (SNAST)
2014 ISSN: 1979-911X Yogyakarta, 15
Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta , 1-2 November 2017
8
TM Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/semnastek
PENGARUH PERUBAHAN ARAH SUDUT SEL SURYA
MENGUNAKAN ENERGI MATAHARI INTENSITAS CAHAYA
TERHADAP TEGANGAN
Syahrul Bahari1*, Agustinus Laka2 ,Rosmiati3
3
1,2
Dosen Politeknik Negeri Kupang Jurusan Mesin
Dosen Politeknik Negeri Kupang Jurusan Akuntansi
Jl. Adi Sucipto Penfui Kupang - NTT
*
Email : syahrulb99@gmail.com
ABSTRAK
Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan inventor terus akan dikembangkan dan diharapkan
menghasilkan produk prototipe yang dapat menghasilkan temuan paten (inventor) dengan tujuan untuk
menghasilkan inovasi teknologi model pengaruh sudut terhadap intensitas cahaya, tegangan arus listrik. Rumusan
masalah dalam penelitian ini adalah apakah ada pengaruh terhadap perubahan sudut sel surya arah sinar matahari
terhadap intersitas cahaya. Metode penelitian tindakan langsung (action research) yaitu tahap pendekatan
rancangan, tahap pendekatan pembuatan alat dan tahap pengujian alat. Tahap pengujuan melakukan pengukuran
dan analisis, tahapan-tahapan dan proses perancangan alat serta sistem pengujian alat yang meliputi pengukuran
intensitascahaya, temperatur, serta arus dan tegangan. Data pengamatan tahun pertaman berupa pengukuran
pengukuran kemiringan sudut 45⁰ ,60⁰ ,75⁰ 90⁰ , 105⁰ ,120⁰ , 135⁰ yang akan dilaksanakan selama 7 hari dari
pukul jam 07.00-15.00 selang dua jam, data-data ; tegangan dalam Voltase dan temperatur dalam derajat Celsius..
Hasil dari penelitian ini berupa intensitas cahaya yang diterima oleh panel pada sudut kemiringan ditampilkan
dalam bentuk tabel dan grafik. Berdasarkan hasil penelitian pengaruh perubahan arah sudut sel surya
menggunakan energi matahari terhadap intensitas cahaya adalah bahwa: Perubahan intensitas cahaya sangat
berpengaruh terhadap kuat dan lemahnya tegangan yang diterima panel sel surya. Perubahan terhadap sudut datang
sinar matahari berpengaruh terhadap besar kecilnya tengangan. Bertambah tinggi temperatur penel sel surya
bertambah lemah tegangannya. Arah sudut yang tepat adalah pada sudut sinar datang matahari terletak pada sudut
125 derajat. Dan arah sudut tergantung lokasi penempatan panel sel surya.
Kata kunci : Sudut, tegangan, Temperatur.
ABSTRACT
The research is the one on the inventor development that will continue to be developed and is expected to prototype
produk that can generate inventions of patents (inventors) with the aim to produce technological innovation model
of angle effect to the intensity of light, and electric current voltage. The formulation of the problem in this research
is whether there is an effect on the solar cell angle change in the direction of sunlight to intensity of light. Direct
action research methods have been used in this reseach. Three approaches or phase are used in the respect: the
design approach, the tool-making approach, and the tool-testing phase. The phase and process of tool design and
the system of tool testing cover the measurement of light intensity, temperature as well as current and voltage.
First year observation data is measurement of angle of 45 degrees, 60 degrees, 75 degrees, 90 degrees, 105
degrees, 120 degrees, and 135 degrees done for 7 days from 7 am until 3 pm every 2 hours, data in voltage and
temperature are measured in degree celcius. The finding of this research shows that the intensity of light received
by the panel at the angle of inelition is shown in the form of tables and graphs. Based on the research on effect of
changes in the direction of the angle of the solar cell using the solar energy of the light intensity to volage, it is
found out that changes in light intensity greatly affect the strong and weak voltage received by the solar cell panels.
Changes to angle of sun light affect the size (high-low) of the voltage. The right angle direction is at the angle of
the suns coming rays located at the angle of 125 degrees. Anguler direction depens on the placement of solar cell
panels.
Keywords: Angle, voltage, Temperature.
Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta , 1-2 November 2017
1
p- ISSN : 2407 –
TM Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/semnastek
PENDAHULUAN
Dalam beraktivitas kehidupan sehari –
hari kita pasti membutuhkan energi atau usaha,
energi sendiri yang berarti kemampuan untuk
melakukan pekerjaan atau berartivitas dengan
kata lain sinar matahari merupakan salah satu
sumber energi penghasil dari energi yang lain .
Di bumi yang kita tempati ini banyak unsur –
unsur alam dari bermacam bentuk yang bias
diubah ke dalam energi lainnya terutama energi
matahari yang melimpah terbuang percuma.
Hal tersebut dapat digunakan sebagai modal
utama
menggunakan
energi
matahari
pembangkit listrik dengan menggunakan
photovoltaic. Komponen utama dari sistem
photovoltaic adalah sel surya yang berfungsi
untuk mengkonversi energi cahaya matahari
menjadi energi listrik. Sumber energi matahari
merupakan energi terbesar di muka bumi yang
tidak habis – habisnya dapat digunakan secara
geratis dapat mengalahkan sumber energi
lainnya yang ada, akan dapat memenuhi
kebutuhan manusia di manapun saja dengan
memanfaatkan secara langsung produk energi
listrik, pemanasan, pendingin dan sebagainya.
permasalahan utama dari photovoltaic.
Beberapa temuan Pangestuningtias,DL
2013,
mengemukakan
beberapa
teori
menyebutkan bahwa besarnya daya keluaran
yang dihasilkan relatif tidak konstan karena
dipengaruhi oleh besarnya intensitas matahari
serta suhu lingkungan sekitarnya. Pada kondisi
standar sistem photovoltaic yang mempunyai
efisiensi sebesar 10% dapat menghasilkan daya
sebesar 100 Watt pada saat intensitas matahari
yang diterima sebesar 1.000 W/m2 dan pada
suhu 25⁰ C. Semakin besar intensitas matahari
yang diterima oleh panel sel surya maka
semakin besar daya yang dapat dihasilkan oleh
photovoltaic tersebut dapat dipengaruhi oleh
tempat dan arah gerak semu matahari. Untuk
memaksimal intensitas matahari yang diterima
oleh panel sel surya maka untuk perancangan
sistem dibutuhkan sudut kemiringan sel surya
yang paling tepat untuk menerima radisi
matahari, menghasilkan kemiringan sel surya
yang paling tepat untuk menerima radiasi
matahari adalah 10⁰
walaupun untuk
pengukuran radiasi setiap jamnya wlaupun pada
jam 09.00 sudut kemiringan yang paling tepat
adalah 60⁰ .
Salah seorang peneliti pada tahun 2015,
E. Glaser Peter mengatakan bahwa energi telah
menjadi kunci untuk pengembangan sosial
manusia dan merupakan komponen penting
dalam meningkatkan kualitas kehidupan di luar
kegiatan dasar yang diperlukan untuk bertahan
hidup. Jumlah energi dan perubahan sumber
daya yang digunakan untuk menghasilkan
tenaga ditentukan oleh teknologi, ekonomi,
lingkungan, dan sosial sebagai bahan
pertimbangan. Energi matahari merupakan
sumber daya yang dapat didistribusikan secara
luas, biaya dan peralatan yang diperlukan untuk
mengubahnya membuatnya menjadi tugas yang
menantang
untuk
menemukan
dan
memperkenalkan metode terbaik untuk
mengubahnya secara efisien dan ekonomis
dalam bentuk yang berguna dalam skala yang
cukup besar untuk memiliki dampak yang
signifikan .
Pada tahun 2014 Akinyele.D.O,
menyebutkan bahwa Sebuah persentase yang
signifikan dari permintaan energi global
diperkirakan akan dipenuhi melalui masukan
sumber daya energi terbarukan dalam waktu
dekat. Sistem penyimpanan energi adalah salah
satu solusi yang mungkin untuk mengurangi
efek dari sumber daya terbarukan berselang
(intermittent)
pada
jaringan,
yang
memungkinkan peningkatan pemanfaatan
energi terbarukan, dan memberikan fleksibilitas
dan layanan tambahan untuk mengelola
tantangan penyediaan tenaga listrik/permintaan
di masa mendatang.
Sebagai
acuan
pengembangan
penelitian ini adalah temuan paten (inventor)
Gary M. Kassem dengan nomor publikasi
WO2012033534 A2 tentang Solar panel
support
structure.
Penemuan
tersebut
berhubungan dengan sistem kombinasi atap dan
struktur dukungan panel surya untuk digunakan
dengan panel energi surya di atas atap ,
khususnya array dan struktur dukungan panel
surya memegang atap di tempat. Ada bebrapa
klaim yang diajuakan antara lain : array surya;
sepasang paralel berorientasi panduan rel,
membran pelindung tidak melekat pada atap.
Selanjutnya
hasil
penelitian
Bahari.S.dkk, 2012, tentang Pengembangan
Model Penyimpanan Energi Matahari Sebagai
Energi Alternatif Menunjang Proses Pembuatan
Garam Laut dalam Seminar Nasional Sains dan
Teknik 2012, menunjukkan bahwa setiap
penambahan bahan kolektor yang digunakan
terjadi perubahan temperatur, namun tidak
dapat mencapai temperatur maksimun bila
dibandingkan wadah dalam keadaan kosong,
Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta , 1-2 November 2017
2
p- ISSN : 2407 –
TM Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/semnastek
hal tersebut bisa diakibatkan pengaruh uap cair.
Penelitian yang telah dilaksanakan merupakan
penelitian tindakan (action research) artinya
penelitian ini berdasarkan pada hasil – hasil
penelitian dan temuan terdahulu yang
dikembangkan dituangkan dalam bentuk
produk nyata. Berdasarkan hasil penelitian yang
telah dilakukan mengarah pada pengembangan
teknologi energi baru terbarukan maka peneliti
mengadakan penelitian lanjutan hibah pada
tahun 2012 yang berjudul “ Rancang bangun
model
penyimpanan
energi
matahari”
menghasilkan temuan paten (invertor), paten
terdaftar peneliti tentang “Stuktur wadah sel
surya dan pengaruh sudut” dengan nomor
permintaan paten P17201506395 dikeluarkan
oleh Direktur Paten Kementrian Hukum dan
Hak Azazi Manusia Republik Indonesia
Direktorat Jendral Kekayaan Intelektual di
Jakarta pada tahun 2015.
Penelitian ini merupakan penelitian
pengembangan
inventor
yang
sedang
dikembangkan dan diharapkan menghasilkan
produk prototipe yang dapat menghasilkan
temuan paten (inventor) dengan tujuan untuk
menghasilkan inovasi teknologi model model
kontruksi struktur wadah sel
surya.
Permasalahan dalam penetian ini apakah ada
pengaruh terhadap perubahan sudut sel surya
arah sinar matahari terhadap terdapa intersitas
cahaya. Penelitian tersebut merupakan
penelitian tindakan (action research) artinya
penelitian ini berdasarkan pada hasil – hasil
penelitian dan temuan terdahulu yang
dikembangkan dan dituangkan dalam bentuk
produk nyata. Kita tahu bahwa ketergantungan
bahan bakar minyak bumi hampir tidak dapat
dihindari sehingga megakibatkan menipis
cadangannya dan juga membawa efek rumah
kaca terhadap lingkungan. Maka dengan adanya
penelitian ini diharapkan mampu menjawab
tantangan di masa yang akan datang. Penelitian
ini diharapkan menghasilkan wadah energi
matahari yang ramah lingkungan.
Mengingat negera Indonesia sangat kaya
sumber daya alam yang patut dan sudah
seharusnya di syukuri pemberian Tuhan yang
mahakuasa tersebut. Energi matahari sangat
berlimpah, maka sangat diperlukan penelitian
pengembangan temuan yang berhubungan
dengan energi matahari terutama dalam
penelitian yang akan memfokuskan tentang
struktur wadah elemen energi matahari.
Berbagai macam masalah ditemukan di
lapangan tentang krisis energi yang tidak habis
– habisnya bila di kupas misalnya kenaikan
harga bahan bakar minyak, kekurangan energi
listrik, pemanasan global dan sebagainya. Maka
program penelitian ini dalam rangka untuk
memecahkan permasalahan dengan perumusan
masalah :“ apakah ada pengaruh terhadap
perubahan sudut sel surya arah sinar matahari
terhadap intersitas cahaya.”. Adapun tujuan
penelitian dan sasaran yang hendak dicapai
dalam penelitian adalah: untuk mengetahui
perubahan sudut kemiringan panel sel surya
arah sinar matahari terhadap Intensitas cahaya,
temperatur, tegangan dan arus searah.
Metode penelitian
Metode penelitian tindakan langsung
(action research) yaitu tahap pendekatan
rancangan, tahap pendekatan pembuatan alat
dan tahap pengujian alat. Tahap pengujian
melakukan pengukuran dan analisis, tahapantahapan dan proses perancangan alat serta
sistem pengujian alat yang meliputi pengukuran
intensitas
cahaya, temperatur, serta arus dan tegangan .
Alat ukur, yang digunakan dalam pengujian
untuk menganalisis perubahan temperatur dan
Intensitas cahaya terhadap Arus danTegangan
pada sel surya digunakan 1 buah multimeter
yang berfungsi untuk mengukur arus dan
tegangan, luxmeter untuk mengukur intensitas
cahaya dan thermometer untuk mengukur naik
turunnya temperatur dalam pengambilan data
serta busur baja : merupakan alat ukur sudut
langsung dengan kecermataan sampai satu
derajat.
Data pengamatan berupa pengukuran
pengukuran kemiringan sudut 45⁰ ,60⁰ ,75⁰
90⁰ , 105⁰ ,120⁰ , 135⁰
yang akan
dilaksanakan selama 7 hari dari pukul jam
07.00-16.00 selang dua jam, data-data ;
tegangan dalam Voltase dan temperatur dalam
derajat Celsius.. Hasil dari penelitian ini berupa
intensitas cahaya yang diterima oleh panel pada
sudut kemiringan ditampilkan dalam bentuk
tabel dan grafik. Langkah – langkah penelitian
disajikan pada gambar 1 diagram alir berikut :
Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta , 1-2 November 2017
3
p- ISSN : 2407 –
TM Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/semnastek
3
09,0
0
31.4
1
14322
19.99
4
10,0
0
32.2
0
16540
19.8
5
11,0
0
34.2
2
12153
19.43
6
12,0
0
37.1
2
12504
19.57
7
13,0
0
36.9
1
15231
19.57
8
14,0
0
35.9
2
16702
19.17
9
15,0
0
34.8
1
16203
19.75
1
0
16,0
0
32.1
3
6822
18.32
1
1
17,0
0
27.3
1724
16.93
Mu
Desain Produk
Prototipe
Rancangan Penelitian
Pengambilan data
Data Uji Sampel
Update Data
N
Maksimun
Iterasi
Y
Analisis hasil
STOP
Gambar 1. Diagram alir penelitian
Pembahasan
Berdasrkan hasil pengamatan berupa
pengukuran yang telah dilaksanakan selama 7
hari dari jam 07.00 – 16.00, pada soar sel 50 WP
(Watt Peak) maka diperoleh data – data dan
grafik pada masing – masing tabel 1 dan gambar
2.
Tabel 1. Pengambilan data Pengukuran
Intenssitas Cahaya dan Temperatur terhadap
arus dan Tegangan pada panel sel surya 50 WP
sudut 90 derajat.
N Wa
o ktu
1
07,0
0
Tem
pera
tur
(C⁰
)
28.4
1
2
08,0
0
27.5
0
Intensita
s Cahaya
(Lux)
Tegan
gan
(V)
Arus
(I)
mA
9291
20.42
13520
20.28
2.448
5798
24
2.465
4832
35
2.501
2506
25
2.525
2525
25
2.573
3401
96
2.554
9310
17
2.554
9310
17
2.608
2420
45
2.531
6455
7
2.729
2576
42
2.953
3372
71
Tabel 1 menunjukkan data pengujian
dalam 11 kali pengukuran, pencatatan
dilakukan dalam setiap jam dengan pengukuran
; temperature, intensitas cahaya dan tegangan.
Panel sel surya menggukana 50 WP artinya
panel tersebut dapat menyuplai daya sebesar 50
wat/jam. Dari hasil pengukuran pada lokasi
penelitian besarnya intensitas cahaya tertinggi
sebesar 16702 lux pada jam 14.00 siang dan
temperatur tertimggi 37.12 ⁰ C. Tergangan
berpengaruh terhadap perubahan temperatur
semakin tinggi temperatut maka tegangannya
menurun. Hal tersebut dapat dibandingkan pada
gambar 2 dan gambar 3 dimana energi cahaya
yang diterima atau enetsitas melemah, maka
besar tegangan dan arus listrik yang dihasilkan
juga akan menurun.
Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta , 1-2 November 2017
4
p- ISSN : 2407 –
TM Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/semnastek
Intensitas dan Tegangan
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
Gambar 4 Kurva efek perubahan intensitas
2000
0
1
2
3
4
5
6
Intensitas Cahaya (Lux)
7
8
9
Tegangan (V
Gambar 2. Intensitas Cahaya dan Tegangan
Efek Perubahan Temperatur Pada Sel Surya
Sel surya akan beroperasi secara maksimum
jika temperatur sel tetap normal (pada 250 C),
kenaikan temperatur lebih tinggi dari
temperatur normal pada sel surya akan
melemahkan tegangan (Voc).
Temperatur dan Tegangan
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Gambar 5. Kurva efek perubahan temperatur.
1
2
3
4
5
suhu (C⁰)
6
7
8
9
Tegangan (V)
Gambar 3. Temperatur dan Tegangan
Selanjutnya bila temperatur naik maka
voltase juga akan melemah, ini bisa
disebabkan oleh perubahan pemuaian pada
bahan sel surya. Sebagaiman beberapa teori
menyebautkan bahwa efek perubahan
intensitas cahaya apabila energy cahaya yang
diterima sel surya berkurang atau melemah
maka besar tegangan dan arus listrikjuga akan
melemah, disajikan pada gambar 4 kurve efek
perubahan intensitas
10
Pada pagi hari pukul 6.00 WIB tingkat
kelembaban besar yaitu 88% dan terjadi
pengembunan sambil menurunkan partikelpartikel padatan akibat polusi kendaraan
bermotor dan industri kepermukaan bumi,
sehingga pada saat ini kondisi atmosfir
mempunyai kebeningan yang tinggi dan langit
biru. Fenomena tersebut mengakibatkan pada
pagi hari yang cerah pukul 9.00 WIB sel surya
memiliki efisiensi terbesar yaitu dengan
efisiensi 10%. Pada siang hari partikel partikel
padatan akibat pulusi kembali ke angkasa,
dengan meningkatnya temperatur udara
gerakan partikel semangkin hebat, sehingga
meningkatkan hamburan radiasi surya yang
masuk ke bumi. Hal ini mengakibatkan difusi
ratio membesar dimana jumlah radiasi difusi
lebih besar radiasi langsung, dan efisiensi sel
surya pada pukul 12.00 WIB adalah sebesar 9%,
lebih rendah dari pada pagi hari. Pada sore hari
akibat terjadi.penguapan pada siang hari dan
semakin meningkatnya partikel padatan polusi
di udara, sehingga indek kecerahan terendah
dimana tampak banyak awan. Selain itu radiasi
Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta , 1-2 November 2017
5
p- ISSN : 2407 –
TM Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/semnastek
surya global sangat kecil, sehingga pada sore
hari sekitar pukul 17.00 WIB dengan efisiensi
3%, kemampuan sel surya menurun secara
drastic (Yushardi, 2002).
Hasil pengujian PLTS didapatkan
bahwa temperatur lingkungan berbanding lurus
dengan arus listrik yang dihasilkan oleh sel
surya, temperatur lingkungan berbanding
terbalik dengan kelembaban udara. Sedangkan
besarnya tegangan listrik yang dihasilkan oleh
sel surya relatif stabil, untuk pengaruh
kecepatan angin dalam pengujian ini tidak
memiliki dampak terhadap kinerja sel surya.
Daya listrik maksimal yang dihasilkan sel surya
pukul 11:00-13:00 WIB memiliki prosentase
rata-rata harian modul surya sebesar 50,94%.
(Putro, S. ) Tegangan dan arus akan mulai
meningkat pada pagi hari pukul 05.00WIB,
kemudian akan mencapai level yang maksimum
pada siang hari pukul 10.00-12.00WIB, dan
turun pada saat matahari mulai terbenam pukul
18.00WIB.
Bahwa performa panel sel surya sangat
dipengaruhi oleh intensitas radiasi matahari
pada suatu lokasi juga dipengaruhi oleh
beberapa hal, yaitu cuaca, sudut datang sinar
matahari dilokasi tersebut. Sudut datang sinar
matahari di sebuah lokasi berbeda – beda
tergantung dari garis lintangnya. Hubungan
antara energi oleh suatu permukaan dengan
sudut datang sinar matahari ditunjukkan pada
gambar 6 sampai dengan gambar 10. Dari hasil
penelitian ini menunjukkan bahwa setiap
perubahan sudut antara sinar datang dengan
panel sel surya sangat berpengaruh terhadap
intensitas cahaya dan tegangan yang dihasilkan.
Efek dari perubahan sudut sinar matahari dapat
diukur dengan cara mengubah sudut dan
permukaan penel surya. Maka hasil penelitian
ini dapat disimpulkan bahwa arah sudut panel
surya yang terbaik atau tekuat tegangannya
pada sudut 125 derajat dan yang terlemah pada
sudut 180 derajat terhadap sinar datang
matahari.
Matahari
Panel
125⁰
Gambar 6. Tegangan 22,00 Volt
Gam
90⁰
Gambar 8. Tegangan 19,92 Volt
135⁰
Gambar 10. Tegangan 20,7 Volt
Sebagai temuan, bila diperhatikan
gambar 6 sampai gambar 10 menunjukkan arah
cahaya jatuh ke subjek akan sangat berpengaruh
besarnya tegangan, arah cahaya menentukan
tegangan yang ditimbulkan terhadap objek yang
dituju sekaligus menentukan sudut arah objek
panel sel surya. Arah cahaya sinar matahari
Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta , 1-2 November 2017
6
Gam
p- ISSN : 2407 –
TM Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/semnastek
menuju objek diarahkan pada sudut 125⁰ ,
180⁰ , 90⁰ , 110⁰ dan 135⁰ . Dari sekian sudut
yang diuji maka tegangan yang paling tinggi
adalah pada sudut 125⁰ .
Sinar matahari yang datang membias
ke segala arah sesuai besaran sudut, bila sinar
matahari terarah padat sudut 45⁰ terhadap
objek atau panel sel surya vertical maka
tegangan yang dihasilkan lebih rendah
dibandingkan dengan sudut pengarah pada 35⁰
dari sudut vertikal 90⁰ . Gambar 6
menunjukkan tegangan tertinggi mencapai
22,00 volt dan pada gambar 8 sudut vertical
sudut 90⁰ merupakan tegangan terendah yaitu
19,92 volt. Artinya bila sinar datang terpusat
pada titik tengah objek tegangannya berkuang
jika dibandingkan perubahan sudut dari arah
vertical objek atau arah panel panel surya
terhadap sinar matahari yang datang..
Bertambah besar arah sudut arah
vertical maka tegangan juga akan menurun dan
juga sebaliknya bertambah kecil sudut pengarah
maka besaran tegangan juga berkurang. Perlu
menjadi catatan dalam penelitian ini adalah bila
temeratur tinggi maka tegangan juga akan naik,
namun menjadi perhatian bila dalam keadaan
temperatur tinggi kemudian dipersikkan dengan
air maka teganggan mengginggi dengan tiba –
tiba dan akan normal kembali dalam beberapa
saat kemudian, ini bisa disebabkan perubahan
karena panas pada elemen sel surya terjadi
kejutan atau perubahan strukur sifat silikon dari
pasir silika. Objek keadaan horizontal gambar 7
terjadi penurunan tegangan dapat disebabkan
oleh pancaran sinar matahari terjadi pancaran
kesegala arah.
Simpulan dan Saran
Berdasarkan hasil penelitian pengaruh
perubahan arah sudut sel surya mengunakan
energi matahari terhadap intensitas cahaya
adalah bahwa:
1. Perubahan intensitas cahaya sangat
berpengaruh terhadap kuat dan
lemahnya tegangan yang diterima panel
sel surya.
2. Perubahan terhadap sudut datang sinar
matahari berpengaruh terhadap besar
kecilnya tengangan.
3. Bertambah tinggi temperatur pebel sel
surya bertambah lemah tegangannya.
4. Arah sudut yang tepat adalah pada
sudut sinar datang matahari terletak
pada sudut 125 derajat.
5. Arah
sudut
tergantung
lokasi
penempatan panel sel surya.
Saran
Disaranakan kepada para peneliti
kiranya dapat menindaklajuti penelitian ini
sebagai bahan tambahan literatur penelitian
lebih lanjut untuk pengembangan penelitian
energi terbarukan terutama energi matahari
ramah lingkungan.
Ucapan terimakasih.
Terimakasih kami sampaikan kepada
Kementerian riset, Teknologi, dan
Pendidikan Tinggi Direktorat Jenderal
Penguatan Riset dan Pengembangan,
Direktur Riset dan Pengabdian Masyarakat
dan Direktur Politeknik Negeri Kupang
yang telah menyetujui dan membiayahi
penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA
Anonimous (2017). pengujian pembangkit
listrik tenaga surya dengan posisi pelat
photovoltaic horizontal.
http://journals.ums.ac.id/index. diakses tanggal
29/7/2017
Akinyele,D.O., R.K. Rayudu,2014.Review of
energy storage technologies for
susteinabel power
network..OriginalResearch Article
Sustainable Energy Technologies
and Assessments, Volume 8,
December 2014, Pages 74-91
Bahari, Syahrul. Abdullah, A. Ginting, P.
Lembang, Y.L (2007) Rancang
Bangun Model Penyimpanan
Energi Matahari. Poltek. Kupang.
(Bahari.S.Laka
,A,
2012),
tentang
Pengembangan
Model
Penyimpanan Energi Matahari
Sebagai
Energi
Alternatif
Menunjang Proses Pembuatan
Garam Laut . Seminar Nasional
Sains
dan
Teknik
2012
(SAINSTEK
2012)
Kupang
tanggal 13 Nopember 2012,
Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta , 1-2 November 2017
7
p- ISSN : 2407 –
TM Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/semnastek
E. Glaser Peter, 2015.The Development of
Solar Power Satellites. Advances
in
Energy
Systems
and
Technology.
www.sciencedirect.com. Diakses :
03 April 2015.
Gary M. Kassem dengan nomor publikasi
WO2012033534 A2 tentang Solar
panel support structure.
Yulianto.B (2006) Energi surya; Artenatif
sumber energi masa depan di
Indonesia artikel iptek-bidang
energi dan sumber daya alam (
online).( http//www.Berita iptek.
Diakses 8 juli 2007
November2014 . Diakses tanggal 29/7/2017
Yushardi, 2002, Pengaruh Faktor Metereologi
Terhadap Pola Efisiensi Tiap Jam harian
Pada Modul Sel Surya. Diakses 20 Juli
2017. http://www.tumoutou.net
Subandi, Slamet Hani2 (2014), Korelasi suhu
dan intensitas cahaya terhadap daya
pada solar cell, Jurusan Teknik Elektro
Institut Sains & Teknologi AKPRIND
Yogyakarta
Satwiko Sidopekso, dan Anita Eka
Febtiwiyanti (2017), Prosiding Seminar
Nasional
Aplikasi Sains & Teknologi (SNAST)
2014 ISSN: 1979-911X Yogyakarta, 15
Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta , 1-2 November 2017
8